کوانتوم ران

اعتبار تصویر: کوانتوم ران

مزارع هوشمند در مقابل عمودی: آینده مواد غذایی P4

دیوید تال، ناشر، آینده پژوه
DavidTalWrites
لینک

سه شنبه، 09/15/2020 - 08:13

از بسیاری جهات، مزارع امروزی سال نوری پیشرفته‌تر و پیچیده‌تر از مزارع گذشته هستند. به همین ترتیب، کشاورزان امروزی نسبت به سال های گذشته زرنگ تر و آگاه تر هستند.

یک روز معمولی 12 تا 18 ساعته برای کشاورزان امروزه، شامل طیف بسیار پیچیده ای از فعالیت ها، از جمله بازرسی مداوم از مزارع و دام است. تعمیر و نگهداری منظم تجهیزات و ماشین آلات کشاورزی؛ ساعت کارکرد تجهیزات و ماشین آلات مذکور؛ مدیریت کشاورزان (هم کارگران موقت و هم خانواده)؛ جلسات با متخصصان و مشاوران کشاورزی مختلف؛ نظارت بر قیمت های بازار و ثبت سفارش با تامین کنندگان خوراک، بذر، کود و سوخت؛ تماس های فروش با خریداران محصولات کشاورزی یا دام؛ و سپس برای روز بعد برنامه ریزی کنید و زمانی را برای استراحت اختصاص دهید. به خاطر داشته باشید که این فقط یک لیست ساده شده است. احتمالاً بسیاری از وظایف تخصصی منحصر به فرد برای انواع محصولات زراعی و دامی که هر کشاورز مدیریت می کند را از دست داده است.

وضعیت امروز کشاورزان نتیجه مستقیم نیروهای بازار است که فشار زیادی را بر بخش کشاورزی وارد می‌کنند تا مولدتر شود. ببینید، با افزایش سرسام آور جمعیت جهان در چند دهه اخیر، تقاضا برای غذا نیز به همراه آن افزایش یافت. این رشد باعث ایجاد انواع محصولات بیشتر، مدیریت دام و همچنین ماشین آلات کشاورزی بزرگتر، پیچیده تر و فوق العاده گران شد. این نوآوری‌ها، در حالی که به کشاورزان اجازه می‌داد تا مواد غذایی بیشتری از هر زمان دیگری در تاریخ تولید کنند، بسیاری از آنها را نیز به بدهی‌های سنگین و بی‌پایان سوق داد تا از عهده همه ارتقاها برآیند.

بنابراین بله، یک کشاورز مدرن بودن آسان نیست. آنها نه تنها باید در کشاورزی متخصص باشند، بلکه باید از آخرین روندهای فناوری، تجارت و امور مالی نیز مطلع باشند تا بتوانند سرپا بمانند. کشاورز مدرن ممکن است ماهرترین و همه کاره ترین کارگر در بین تمام حرفه های موجود باشد. مشکل این است که کشاورز بودن در آینده بسیار سخت تر می شود.

از بحث های قبلی ما در این مجموعه آینده غذا، می دانیم که جمعیت جهان قرار است تا سال 2040 به میزان دو میلیارد نفر دیگر افزایش یابد، در حالی که تغییرات آب و هوایی میزان زمین های موجود برای رشد مواد غذایی را کاهش می دهد. این بدان معناست که (آره، درست حدس زدید) کشاورزان با فشار بازار گسترده دیگری برای بهره وری بیشتر مواجه خواهند شد. به زودی در مورد تأثیر بدی که این روی مزرعه متوسط خانواده خواهد داشت صحبت خواهیم کرد، اما بیایید با اسباب‌بازی‌های جدید و براقی که کشاورزان با آن‌ها بازی خواهند کرد، شروع کنیم!

ظهور مزرعه هوشمند

مزارع آینده باید به ماشین‌های بهره‌وری تبدیل شوند و فناوری به کشاورزان این امکان را می‌دهد تا با نظارت و اندازه‌گیری همه چیز به آن دست یابند. بیایید با شروع کنیم اینترنت از چیزهایی- شبکه ای از حسگرها متصل به هر قطعه از تجهیزات، حیوانات مزرعه، و کارگران که به طور مداوم مکان، فعالیت، و عملکرد آنها (یا حتی سلامتی در مورد حیوانات و کارگران) را کنترل می کند. سپس داده‌های جمع‌آوری‌شده می‌تواند توسط مرکز فرماندهی مرکزی مزرعه برای بهینه‌سازی حرکت و وظایف انجام‌شده توسط هر آیتم متصل استفاده شود.

به ویژه، این اینترنت اشیاء متناسب با مزرعه به ابر متصل خواهد شد، جایی که داده ها را می توان با انواع خدمات تلفن همراه کشاورزی محور و شرکت های مشاوره به اشتراک گذاشت. در پایان خدمات، این فناوری می‌تواند شامل برنامه‌های موبایل پیشرفته باشد که هم داده‌های بی‌درنگ در مورد بهره‌وری مزرعه‌شان و هم رکورد هر عملی را که در طول روز انجام می‌دهند به کشاورزان می‌دهد. به آنها کمک می کند تا گزارش دقیق تری برای برنامه ریزی کار روز بعد داشته باشند. علاوه بر این، همچنین می‌تواند شامل برنامه‌ای باشد که با داده‌های آب‌وهوا ارتباط برقرار می‌کند تا زمان‌های مناسبی را برای کاشت زمین‌های کشاورزی، جابجایی دام‌ها در داخل خانه یا برداشت محصولات پیشنهاد دهد.

در پایان مشاوره، شرکت های متخصص می توانند به مزارع بزرگتر در تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده برای ایجاد بینش سطح بالاتر کمک کنند. این کمک می‌تواند شامل نظارت بر وضعیت سلامت در زمان واقعی هر حیوان مزرعه‌ای باشد و برنامه‌ریزی تغذیه خودکار مزرعه برای ارائه ترکیب دقیق مواد غذایی برای شاد، سالم و پربار نگه داشتن این حیوانات. علاوه بر این، شرکت‌ها همچنین می‌توانند ترکیب فصلی خاک مزرعه را از روی داده‌ها تعیین کنند و سپس بر اساس قیمت‌های بهینه پیش‌بینی‌شده در بازارها، محصولات مختلف ابرغذایی جدید و بیولوژی مصنوعی (سین‌بیو) را برای کاشت پیشنهاد کنند. در نهایت، گزینه هایی برای حذف عنصر انسانی به طور کلی ممکن است از تجزیه و تحلیل آنها ناشی شود، با جایگزینی مزرعه داران با اشکال مختلف اتوماسیون - یعنی روبات ها.

ارتشی از ربات های انگشت شست سبز

در حالی که صنایع در چند دهه گذشته خودکارتر شده اند، کشاورزی در هماهنگی با این روند کند بوده است. این تا حدی به دلیل هزینه های سرمایه ای بالای مربوط به اتوماسیون و این واقعیت است که مزارع در حال حاضر به اندازه کافی گران هستند بدون این همه فن آوری بالا. اما از آنجایی که این فناوری و مکانیزاسیون بالا در آینده ارزان‌تر می‌شود و پول‌های سرمایه‌گذاری بیشتر به صنعت کشاورزی سرازیر می‌شود (برای استفاده از کمبود غذای جهانی ناشی از تغییرات آب‌وهوایی و رشد جمعیت)، بیشتر کشاورزان فرصت‌های جدیدی برای ابزارسازی خواهند یافت. .

در میان اسباب‌بازی‌های گران قیمتی که کشاورزان مزارع خود را با آن‌ها مدیریت می‌کنند، پهپادهای کشاورزی تخصصی هستند. در واقع، مزارع فردا می‌توانند ده‌ها (یا ازدحام) از این پهپادها را در هر لحظه در حال پرواز در اطراف ملک خود ببینند و طیف وسیعی از وظایف را انجام دهند، مانند: نظارت بر ترکیب خاک، سلامت محصول، و سیستم‌های آبیاری. ریختن کودها، آفت کش ها و علف کش های اضافی در مناطق مشکل از پیش شناسایی شده؛ ایفای نقش به عنوان یک سگ چوپان که دام های سرکش را به سمت مزرعه هدایت می کند. ترساندن یا حتی ساقط کردن گونه های حیوانی تشنه محصول. و تامین امنیت از طریق نظارت هوایی مداوم.

نکته جالب دیگر این است که تراکتورهای فردا در مقایسه با تراکتورهای قدیمی و قابل اعتماد امروزی احتمالاً دکتراهای قوی خواهند بود. اینها تراکتورهای هوشمند- همگام‌سازی با مرکز فرماندهی مرکزی مزرعه - به طور مستقل از مزارع مزرعه عبور می‌کند تا دقیقاً خاک را شخم بزند، بذرها را بکارد، کودها را اسپری کند و بعداً محصولات را برداشت کند.

ربات‌های دیگر کوچک‌تر ممکن است در نهایت این مزارع را پر کنند و نقش‌های بیشتری را ایفا کنند که کارگران فصلی مزرعه معمولاً انجام می‌دهند، مانند چیدن میوه‌ها از درختان یا درختان انگور. به اندازه کافی عجیب، ما حتی ممکن است ببینیم زنبورهای ربات در آینده!

آینده مزرعه خانوادگی

در حالی که همه این نوآوری‌ها مطمئناً چشمگیر به نظر می‌رسند، چه می‌توانیم درباره آینده کشاورزان متوسط، به‌ویژه کسانی که مزارع خانوادگی دارند، بگوییم؟ آیا این مزارع - که در طول نسل‌ها گذشت - می‌توانند به‌عنوان «مزرعه‌های خانوادگی» دست نخورده باقی بمانند؟ یا در موجی از خرید شرکت ها ناپدید می شوند؟

همانطور که قبلاً ذکر شد، دهه های آینده نوعی کیسه مخلوط برای کشاورزان معمولی ارائه خواهد شد. رونق پیش‌بینی‌شده در قیمت مواد غذایی به این معنی است که کشاورزان آینده می‌توانند به صورت نقدی شنا کنند، اما در عین حال، افزایش هزینه‌های سرمایه‌ای ناشی از راه‌اندازی یک مزرعه تولیدی (به دلیل گران بودن مشاوران، ماشین‌آلات و دانه‌های سینبیو) می‌تواند این سود را لغو کند. آنها را بهتر از امروز نمی گذارند. متأسفانه برای آنها، اوضاع هنوز هم می تواند بدتر شود. با تبدیل شدن غذا به یک کالای داغ برای سرمایه گذاری در اواخر دهه 2030. این کشاورزان همچنین ممکن است مجبور شوند برای حفظ مزارع خود با منافع شرکت‌های بزرگ مبارزه کنند.

بنابراین با توجه به زمینه ارائه شده در بالا، ما باید سه راه ممکن را که کشاورزان آینده ممکن است برای زنده ماندن در دنیای پر غذای فردا طی کنند، بشکنیم:

اولاً، کشاورزانی که احتمالاً کنترل مزارع خانوادگی خود را حفظ می‌کنند، آن‌قدر باهوش خواهند بود که جریان درآمد خود را متنوع کنند. به عنوان مثال، جدا از تولید غذا (محصولات زراعی و دام)، خوراک (برای تغذیه دام)، یا سوخت های زیستی، این کشاورزان - به لطف زیست شناسی مصنوعی - می توانند گیاهانی را نیز پرورش دهند که به طور طبیعی پلاستیک های آلی یا دارویی تولید می کنند. اگر آن‌ها به اندازه کافی به یک شهر بزرگ نزدیک باشند، حتی می‌توانند یک برند متمایز در اطراف محصول محلی خود ایجاد کنند تا با قیمتی ممتاز به فروش برسند (همانطور که این خانواده کشاورز در این بزرگ انجام دادند. نمایه NPR).

علاوه بر این، با مکانیزاسیون سنگین مزارع فردا، یک کشاورز می تواند و می تواند مقادیر بیشتری از زمین را مدیریت کند. این به خانواده کشاورز فضایی را برای ارائه خدمات متنوع دیگر در املاک خود، از جمله مهدکودک، کمپ های تابستانی، تختخواب و صبحانه و غیره در اختیار آنها قرار می دهد. در سطح بزرگتر، کشاورزان حتی می توانند تغییر کاربری دهند (یا اجاره دادن) بخشی از زمین خود را برای تولید انرژی تجدیدپذیر از طریق خورشید، باد یا زیست توده، و فروش آنها به جامعه اطراف خود.

اما افسوس که همه کشاورزان اینقدر کارآفرین نخواهند بود. گروه دوم کشاورز نوشته‌های روی دیوار را می‌بیند و برای شناور ماندن به یکدیگر می‌چرخند. این کشاورزان (با راهنمایی لابی‌گران مزرعه) گروه‌های کشاورزی داوطلبانه و عظیمی را تشکیل خواهند داد که مشابه یک اتحادیه عمل خواهند کرد. این گروه‌ها هیچ ارتباطی با مالکیت جمعی زمین نخواهند داشت، بلکه همه چیز را با ایجاد قدرت خرید جمعی کافی برای کاهش تخفیف‌های سنگین در خدمات مشاوره، ماشین‌آلات و بذرهای پیشرفته دارند. بنابراین به طور خلاصه، این گروه‌ها هزینه‌ها را پایین نگه می‌دارند و صدای کشاورزان را به گوش سیاستمداران می‌رسانند و در عین حال قدرت رو به رشد Big Agri را نیز تحت کنترل خود نگه می‌دارند.

در نهایت، کشاورزانی خواهند بود که تصمیم می گیرند دست از کار بکشند. این امر به ویژه در میان آن دسته از خانواده های کشاورز که در آن کودکان علاقه ای به ادامه زندگی مزرعه ندارند، رایج است. خوشبختانه، این خانواده‌ها با فروش مزارع خود به شرکت‌های سرمایه‌گذاری رقیب، صندوق‌های تامینی، صندوق‌های سرمایه‌گذاری مستقل و مزارع شرکت‌های بزرگ، حداقل با یک تخم لانه بزرگ تعظیم خواهند کرد. و بسته به مقیاس روندهایی که در بالا توضیح داده شد، و در قسمت های قبلی این سری آینده غذا، این گروه سوم ممکن است بزرگ ترین آنها باشد. در نهایت، مزرعه خانوادگی می تواند تا اواخر دهه 2040 به گونه ای در معرض انقراض تبدیل شود.

ظهور مزرعه عمودی

به کنار کشاورزی سنتی، شکل کاملاً جدیدی از کشاورزی وجود دارد که در دهه های آینده ظهور خواهد کرد: کشاورزی عمودی. بر خلاف کشاورزی در 10,000 سال گذشته، کشاورزی عمودی روشی است که چندین مزرعه را روی هم قرار می دهد. بله، در ابتدا به نظر می رسد، اما این مزارع ممکن است نقش کلیدی در امنیت غذایی جمعیت رو به رشد ما داشته باشند. بیایید نگاهی دقیق تر به آنها بیندازیم.

مزارع عمودی با کار از دیکسون دسپومیر و برخی در حال حاضر در سراسر جهان برای آزمایش این مفهوم ساخته شده اند. نمونه هایی از مزارع عمودی شامل موارد زیر است: Nuvege در کیوتو، ژاپن. آسمان سبز در سنگاپور؛ TerraSphere در ونکوور، بریتیش کلمبیا؛ پلانتاگون در لینکوپینگ، سوئد؛ و برداشت عمودی در جکسون ، وایومینگ.

مزرعه عمودی ایده آل چیزی شبیه به این است: یک ساختمان بلند که اکثر طبقات آن به پرورش گیاهان مختلف در تخت هایی که به صورت افقی روی هم چیده شده اند اختصاص دارد. این تخت ها با نور LED که برای گیاه سفارشی شده تغذیه می شوند (بله، این یک چیز است، در کنار آب تزریق شده با مواد مغذی که توسط ایروپونیک (بهترین برای گیاهان ریشه)، هیدروپونیک (بهترین برای سبزیجات و انواع توت ها) یا آبیاری قطره ای (برای غلات) تحویل داده می شود. پس از رشد کامل، بسترها روی یک نوار نقاله چیده می شوند تا برداشت شوند و به مراکز جمعیت محلی تحویل داده شوند. همانطور که برای خود ساختمان، آن را به طور کامل (یعنی کربن خنثی) توسط ترکیبی از پنجره هایی که انرژی خورشیدی را جمع آوری می کنند، ژنراتورهای زمین گرمایی و هاضم های بی هوازی که می توانند زباله ها را به انرژی (هم از ساختمان و هم از جامعه) بازیافت کنند.

فانتزی به نظر می رسد. اما به هر حال مزایای واقعی این مزارع عمودی چیست؟

در واقع چند مورد وجود دارد - مزایای آن عبارتند از: بدون رواناب کشاورزی. تولید محصول در طول سال؛ عدم از دست دادن محصول در اثر حوادث آب و هوایی شدید؛ 90 درصد آب کمتری نسبت به کشاورزی سنتی مصرف کنید. عدم نیاز به مواد شیمیایی کشاورزی برای آفت کش ها و علف کش ها؛ عدم نیاز به سوخت های فسیلی؛ آب خاکستری را اصلاح می کند. ایجاد مشاغل محلی؛ محصولات تازه را برای ساکنان داخل شهر فراهم می کند. می تواند از املاک متروک شهر استفاده کند و می تواند سوخت های زیستی یا داروهای گیاهی تولید کند. اما این همه ماجرا نیست!

ترفند این مزارع عمودی این است که آنها در رشد هر چه بیشتر در کمترین فضای ممکن برتری دارند. یک هکتار داخلی یک مزرعه عمودی نسبت به 10 هکتار در فضای باز یک مزرعه سنتی بازده بیشتری دارد. برای کمک به شما در درک این موضوع، Despommier کشورهای برای تولید غذای کافی برای یک فرد (300 کالری برای هر نفر، در روز برای یک سال) تنها 2,000 فوت مربع فضای داخلی کشاورزی - به اندازه یک آپارتمان استودیویی - لازم است. این بدان معناست که یک مزرعه عمودی با ارتفاع حدود 30 طبقه به اندازه یک بلوک شهر می تواند به راحتی تا 50,000 نفر - اساساً، جمعیت کل شهر را تغذیه کند.

اما مسلماً بزرگترین تأثیری که مزارع عمودی می توانند داشته باشند، کاهش میزان استفاده از زمین های کشاورزی در سراسر جهان است. تصور کنید اگر ده‌ها مورد از این مزرعه‌های عمودی در اطراف مراکز شهری برای تغذیه جمعیت‌شان ساخته می‌شد، از میزان زمین مورد نیاز برای کشاورزی سنتی کاسته می‌شد. آن زمین کشاورزی غیر ضروری می تواند به طبیعت بازگردانده شود و احتمالاً به بازیابی اکوسیستم آسیب دیده ما (آه، رویاها) کمک کند.

مسیر پیش رو و موردی برای بازارها

به طور خلاصه، محتمل ترین سناریو برای دو دهه آینده این است که مزارع سنتی هوشمندتر شوند. بیشتر توسط ربات‌ها مدیریت می‌شود تا انسان، و مالکیت آن‌ها کمتر و کمتر خانواده‌های کشاورز خواهند بود. اما از آنجایی که تغییرات آب و هوایی تا دهه 2040 ترسناک می شود، مزارع عمودی ایمن تر و کارآمدتر در نهایت جایگزین این مزارع هوشمند خواهند شد و نقش تغذیه جمعیت عظیم آینده ما را بر عهده خواهند گرفت.

در آخر، مایلم قبل از اینکه به قسمت پایانی سری Future of Food برویم، یک نکته جانبی مهم را نیز ذکر کنم: بسیاری از مسائل کمبود مواد غذایی امروز (و فردا) در واقع هیچ ارتباطی با عدم رشد ما به اندازه کافی غذا ندارد. این واقعیت که بسیاری از بخش‌های آفریقا و هند از دوره‌های سالانه گرسنگی رنج می‌برند، در حالی که ایالات متحده با یک اپیدمی چاقی ناشی از چیتو مواجه است، گویای این موضوع است. به بیان ساده، این نیست که ما مشکل رشد غذا داریم، بلکه مشکل تحویل غذا داریم.

برای مثال در بسیاری از کشورهای در حال توسعه، منابع و ظرفیت کشاورزی فراوانی وجود دارد، اما فقدان زیرساخت به شکل جاده‌ها، انبارهای مدرن و خدمات تجاری و بازارهای مجاور وجود دارد. به همین دلیل، بسیاری از کشاورزان در این مناطق فقط غذای کافی برای خود تولید می کنند، زیرا پوسیدگی مازاد به دلیل نبود امکانات ذخیره سازی مناسب، جاده ها برای ارسال سریع محصولات به خریداران و بازارهایی برای فروش محصولات مزبور هیچ فایده ای ندارد. . (می توانید یک نوشته عالی در مورد این نکته را در اینجا بخوانید در آستانه.)

خوب شما بچه ها، تا اینجا پیش رفتید. حالا بالاخره زمان آن رسیده است که نگاهی به رژیم غذایی تان در دنیای پر حواس پرت فردا بیندازید. آینده مواد غذایی P5.